Ny platform kan gøre levering af genmedicin nemmere og mere overkommelig

Succesen med COVID-19-vacciner er et godt eksempel på genmedicins enorme potentiale til at forhindre virusinfektioner. En grund til vaccinernes succes er deres brug af lipid-nanopartikler eller LNP'er til at transportere delikat messenger-RNA til celler for at generere og øge immunitet. LNP'er - bittesmå fedtpartikler - er blevet stadig mere populære som bærer til at levere forskellige genbaserede lægemidler til celler, men deres anvendelse er kompliceret, fordi hver LNP skal skræddersyes specifikt til den terapeutiske nyttelast, den bærer.

Et team ledet af Hai-Quan Mao, en Johns Hopkins-materialeforsker, har skabt en platform, der viser løfte om at fremskynde LNP-designprocessen og gøre den mere overkommelig. Den nye tilgang kan også tilpasses til andre genterapier.

"I en nøddeskal, det, vi har gjort, er at skabe en metode, der screener lipid nanopartikelkomponenter og deres proportioner for hurtigt at hjælpe med at identificere og skabe det optimale design til brug med forskellige terapeutiske gener," sagde Mao, direktør for Institute for NanoBioTechnology hos Johns Hopkins Whiting School of Engineering og professor i afdelingerne for Materials Science and Engineering og Biomedical Engineering.

Holdets undersøgelse blev offentliggjort for nylig Nature Communications .

Et afgørende træk ved effektive behandlinger er, hvor længe en genmedicin holder, når den når målcellen. Desværre begynder styrken af ​​mRNA at falde inden for 24 timer efter dets levering af LNP'er. Et lovende alternativ er plasmid-DNA - et mere robust, dobbeltstrenget cirkulært DNA, der kan holde i op til syv dage og dermed har potentialet til at forbedre behandlingsresultaterne af metaboliske sygdomme og infektioner, der påvirker leveren, hvor den terapeutiske varighed er kritisk.

Hovedforfatteren Yining Zhu, en INBT-forsker og biomedicinsk ingeniør Ph.D. studerende, såvel som et team af forskere fra Johns Hopkins og University of Washington, identificerede det bedste LNP-design til pDNA-levering til leverceller i dette arbejde. Deres platform screener LNP'er trin for trin, og adresserer de fysiologiske barrierer, en LNP støder på, når den navigerer kroppen for at nå sit mål. Platformen hjalp teamet med at identificere de mest effektive LNP'er fra et bibliotek med mere end 1.000 kombinationer.

"Denne platform er alsidig, fordi den ikke blot er begrænset til pDNA-levering, men let kan udvides til udvikling af LNP'er til en bred vifte af terapeutiske gen-nyttelaster, såvel som alternative leveringsveje såsom oral, intramuskulær injektion eller inhalation metode," sagde Zhu.

I samarbejde med Sean Murphy, lektor ved University of Washington, og hans gruppe, udnytter forskerne nu LNP'er, der er identificeret ved hjælp af platformen, til at udvikle en malariavaccine, der retter sig mod den sygdomsfremkaldende parasitt i dens livscyklus i leveren. Denne screeningsplatform viser et stort løfte om at hjælpe med at fremskynde andre LNP-produktinnovationer for yderligere at skubbe grænserne for genmedicin, vaccineudvikling og andre nye terapeutiske midler. + Udforsk yderligere

Ny screeningsteknik kunne accelerere og forbedre mRNA-terapier